Objectives: This study was performed to evaluate the effects of fermented Samjung-hwan (SJH) extracts on weight, serum lipids and blood glucose. Methods: SJH was fermented using three different probiotic bacterial strains (Lactobacillus plantarum [LP], Leuconostoc mesenteroides [LM], Bifidobacterium...
Objectives: This study was performed to evaluate the effects of fermented Samjung-hwan (SJH) extracts on weight, serum lipids and blood glucose. Methods: SJH was fermented using three different probiotic bacterial strains (Lactobacillus plantarum [LP], Leuconostoc mesenteroides [LM], Bifidobacterium longum [BL]) separately. Thirty-six rats were divided into normal, control (high fat diet), SJH-UF (high fat diet+unfermented SJH 200 mg/kg), SJH-LP (high fat diet+LP fermented SJH 200 mg/kg), SJH-LM (high fat diet+LM fermented SJH 200 mg/kg) and SJH-BL (high fat diet+BL fermented SJH 200 mg/kg). For 8 weeks later, we examined body weight, total cholesterol, high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol and blood glucose. Results: The control group showed significantly increased weight gain compared with normal group and SJH-LP and BL groups had less weight gain than control group, significantly. In the lipid serum tests, control group showed significantly increased total cholesterol levels compared with normal group and only SJH-LP represented decreased total cholesterol levels compared with control group. However there was no significant change in the HDL-cholesteol levels. In the blood glucose tests, that of control group significantly incereased more than that of normal group, SJH-BL showed significantly decreased blood glucose levels compared with control group. Conclusions: SJH-LP, SJH-BL showed weight control effect, SJH-LP decreased TC and SJH-BL reduced blood glucose.
Objectives: This study was performed to evaluate the effects of fermented Samjung-hwan (SJH) extracts on weight, serum lipids and blood glucose. Methods: SJH was fermented using three different probiotic bacterial strains (Lactobacillus plantarum [LP], Leuconostoc mesenteroides [LM], Bifidobacterium longum [BL]) separately. Thirty-six rats were divided into normal, control (high fat diet), SJH-UF (high fat diet+unfermented SJH 200 mg/kg), SJH-LP (high fat diet+LP fermented SJH 200 mg/kg), SJH-LM (high fat diet+LM fermented SJH 200 mg/kg) and SJH-BL (high fat diet+BL fermented SJH 200 mg/kg). For 8 weeks later, we examined body weight, total cholesterol, high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol and blood glucose. Results: The control group showed significantly increased weight gain compared with normal group and SJH-LP and BL groups had less weight gain than control group, significantly. In the lipid serum tests, control group showed significantly increased total cholesterol levels compared with normal group and only SJH-LP represented decreased total cholesterol levels compared with control group. However there was no significant change in the HDL-cholesteol levels. In the blood glucose tests, that of control group significantly incereased more than that of normal group, SJH-BL showed significantly decreased blood glucose levels compared with control group. Conclusions: SJH-LP, SJH-BL showed weight control effect, SJH-LP decreased TC and SJH-BL reduced blood glucose.
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문제 정의
비만으로 인해 인슐린 저항성이 높아져서 혈당이 상승하게 된다26). 이에 발효 SJH의 혈당 강하 효과를 관찰해보았다. 정상군에 비해 대조군이 유의하게 상승하였으며, 발효하지 않은 SJH는 대조군에 비해 감소하였으나, 통계적인 유의성은 없었다.
. 이에 저자는 발효 SJH의 항비만 효과를 보다 명확히 규명하기 위하여 고징방식이를 섭취한 흰쥐에 3가지 주요 유산균으로 발효시킨 SJH를 각각 투여하여, 발효 SJH의 항비만 효과를 연구해 보았다.
저자는 선행연구에서 3T3-L1 지방세포를 이용하여 발효 SJH의 지방분해능을 확인하였고18), 이에 고지방 식이로비만이 유발된 흰쥐에 8주간 발효하지 않은 SJH 및 발효 SJH를 투여하여 발효 SJH의 항비만 효과를 보다 명확하게 연구해보고자 하였다. 우선 체중 변화에 있어서는 발효하지 않은 SJH 투여군은 고지방 식이 대조군에 비해 체중이 감소하기는 하였으나, 통계적인 유의성은 없었으며.
제안 방법
20±2℃의 온도에 적응시키고 12시간 교대로 밤낮 주기를 만들어 주며 음식과 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다.
물과 사료는 자유로이 섭취하도록 하였으며, UF-SJH, LP-SJH, LM-SJH, BL-SJH군은 200 mg/kg의 추출물을 증류수에 현탁하여 1일 1회 8주간 경구 투여하였으며, 대조군은 동량의 증류수를 투여하였다.
발효 SJH의 항비만 효과를 확인하고자 고지방 식이 흰쥐에 8주간 3가지 주요 유산균으로 발효시킨 SJH를 투여하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
5로 맞춘 후, 121℃에서 20분간 고압 멸균하였다. 실온에서 식힌 후 Cellbiotech (Kimpo, Korea)에서 구입한 LP, Leuconostoc mesenteroides (LM), Bifidobacterium longum (BL) 3종의 유산균을 SJH에 접종 (1% v/v)하여 48시간 동안 발효시켰다. 발효되지 않은 SJH대조군은 세균 접종 대신에 2% (v/v) 살균수를 사용한 것을 제외하고는 같은 방법으로 준비하였다.
실험 동물을 일반 식이를 섭취시킨 정상군(normal), 고지방 식이를 섭취시킨 대조군(control), 고지방 식이를 섭취시키고 발효하지 않은 SJH 200 mg/kg을 투여한 군(high fat diet+unfermented SJH 200 mg/kg, UF-SJH) 및 LP, LM, BL로 발효한 SJH 추출물 200 mg/kg을 각각 투여한 실험군(high fat diet+LP fermented SJH 200 mg/kg [LP-SJH], high fat diet+LM fermented SJH 200 mg/kg [LM-SJH], high fat diet+BL fermented SJH 200 mg/kg [BL-SJH]) 등 6개 군으로 무작위 배정하여 분류하였으며, 각 군마다 6마리로 나누어 사육케이지에 분리하여 사육하였다.
실험 시작 전과 8주 뒤 실험 종료 후 흰쥐를 ether로 마취 후, 복대정맥으로부터 혈액을 채취하였다. 채취한 혈액을 25℃에서 30분간 intubation한 후, 4℃에서 2,000 g으로 15분간 원심분리하였다.
혈당 농도는 혈당 측정용 kit 시약(GLzyme, Eiken, Tokyo, Japan)으로 측정하였다. 즉, 혈청 0.
혈중 high-density lipoprotein (HDL)은 BioVision사의 HDL cholesterol quantification kit (San Francisco, CA, USA)를 이용하여 측정하였다. 10 μl의 serum과 100 μl의 2Xprecipitation buffer를 섞은 후, 5,000 rpm으로 10분간 원심분리 한다.
혈중 지질대사를 개선하여 비만 관련 합병증을 예방할 수 있는지 흰쥐의 혈청 중 TC, HDL-cholesterol의 함량 변화를 관찰하였다. TC는 혈장(청)에 포함된 콜레스테롤의 총량으로 약 1/3이 유리콜레스테롤이며 나머지가 콜레스테롤에스테르로서 존재한다.
대상 데이터
상심자, 창출, 구기자는 동국대학교 일산한방병원(Dongguk University Ilsan Oriental Hospital, Ilsan, Korea)에서 구입하였으며, 상심자 425 g을 분쇄하여 만든 즙 250 ml에 구기자 21.25 g, 창출 21.25 g을 섞은 후, 70℃에서 초음파 처리하여 입자들을 고루 분산시킨 후, 지속적인 흔들림을 주면서 항온수조에서 70℃로 3시간 동안 처리하였다. 이렇게 제조된 SJH의 pH는 4.
실험 동물의 비만을 유도하기 위하여 인위적으로 조제한 고지방 식이는 Purina사(St. Louis, MO, USA)의 Rodent Laboratory Chow를 사용하였다.
일정한 온도와 습도가 유지되는 조건에서 사육된 생후 8주령 내외의 체중 120 g 정도 되는 외관상 건강한 Sprague Dawley계 흰쥐를 사용하였다. 20±2℃의 온도에 적응시키고 12시간 교대로 밤낮 주기를 만들어 주며 음식과 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다.
데이터처리
모든 측정값은 평균값±표준오차(mean±standard error)로 표시하였고, 각 실험군 간의 통계학적 분석은 SPSS 12.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)의 one-way ANOVA를 시행하였으며, 사후 검증은 Tukey test를 통해 검증하였다.
이론/모형
20±2℃의 온도에 적응시키고 12시간 교대로 밤낮 주기를 만들어 주며 음식과 물은 자유롭게 섭취하도록 하였다. 본 연구는 동국대학교 일산한방 병원 동물윤리위원회의 심의(2010-0125)를 통과하고 실험 과정은 미국 National Institute of Health의 동물실험 가이드라인을 따랐다.
성능/효과
1. 체중의 경우 발효하지 않은 SJH군은 고지방 식이 대조군과 유의한 차이가 없었던 것에 비해서 발효 SJH 중 SJH-LP군과 SJH-BL군은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 체중 증가가 적었다(P＜0.05).
2. TC의 경우 발효하지 않은 SJH 투여군은 대조군과 유의한 차이가 없었던 것에 비해서 발효 SJH 중 SJH-LP군은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다(P＜ 0.05).
3. HDL-cholesterol의 경우 발효하지 않은 SJH 및 발효 SJH 모두 통계적인 유의성을 나타내지 못했다.
4. Blood glucose의 경우 발효하지 않은 SJH군은 대조군과 유의한 차이가 없었던 것에 비해서 발효 SJH 중SJH-BL군은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다(P＜0.05).
발효 SJH 중 유의한 효과를 나타낸 것은 SJH-LP군과 SJH-BL군으로, 모두 체중증가를 억제하는 효과를 보였으며, 혈중지질 중 TG 감소 효과는 SJH-LP, 혈당 강하 효과는 SJH-BL이 각각 유의하게 나타냈다. LP는 lactic acid bacteria 중 가장 흔한 유산균으로 김치27), 된장28)에 많이 함유된 유산균이다.
발효 SJH 투여군 중 SJH-LP군과 SJH-BL군은 각각 326.33±36.22 g, 321.00±11.45 g으로 대조군에 비해 유의하게 체중증가가 적었으며, SJHLM군은 437.00±17.21 g으로 유의한 차이가 없었다(Fig. 1).
우선 체중 변화에 있어서는 발효하지 않은 SJH 투여군은 고지방 식이 대조군에 비해 체중이 감소하기는 하였으나, 통계적인 유의성은 없었으며. 발효 SJH투여군 중 SJH-LP군과 SJH-BL군에서는 유의한 체중 감소를 나타냈다.
발효하지 않은 SJH 투여군은 413.50±26.08 g으로 대조군에 비해 체중증가가 적었지만, 통계적인 유의성은 없었다.
한편, HDL-cholesterol은 세포내의 축적된 콜레스테롤의 제거작용에 관여하며, 관상동맥경화증의 예방인자이다25). 본 실험에서는 고지방 식이를 섭취한 대조군이 정상군과 유의한 차이가 없었으며, 실험군에서 대조군에 비해 수치가 상승하기는 하였으나, 통계적인 유의성이 없었다. 비만으로 인해 인슐린 저항성이 높아져서 혈당이 상승하게 된다26).
총콜레스테롤은 비만할수록 증가하는 경향을 나타낸다24). 본 실험에서는 고지방식이를 섭취시킨 대조군의 TC가 정상군에 비해 유의하게 증가하였으며, 발효하지 않은 SJH군은 대조군에 비해 감소하였으나, 통계적인 유의성은 없었고, 실험군 중 SJH-LP군만이 대조군에 비해 유의하게 감소하였다. 한편, HDL-cholesterol은 세포내의 축적된 콜레스테롤의 제거작용에 관여하며, 관상동맥경화증의 예방인자이다25).
본 연구에서 고지방 식이 흰쥐에서 LP, BL로 발효한 SJH의 체중감량 효과와 LP 발효 SJH의 TC 감소효과 및 BL 발효 SJH의 혈당 강하 효과를 확인할 수 있었다. 혈중 지질 중 TG 등을 측정하지 못했으며, 혈당 관련 검사를 다양하게 진행하지 못한 한계가 있다.
실험군 모두에서도 SJH-LP, SJH-LM 및 SJH-BL군이 각각 31.89±2.94 mg/dl, 36.21±5.55 mg/dl 및 35.71±4.50 mg/dl로 대조군과 발효하지 않은 SJH군에 비해 상승하였으나, 통계적인 유의성은 없었다(Fig. 3).
정상군에 비해 대조군이 유의하게 상승하였으며, 발효하지 않은 SJH는 대조군에 비해 감소하였으나, 통계적인 유의성은 없었다. 실험군 중 SJH-BL만이대조군에 비해 유의하게 감소하는 결과를 나타냈다.
실험군 중 SJH-LP군만이 33.53±3.60 mg/dl로 대조군에 비해 유의하게 감소하였다.
실험군 중 SJHBL만이 155.65±11.75 mg/dl로 대조군에 비해 유의하게 감소하는 결과를 나타냈으며, SJH-LP, SJH-LM군은 195.02±14.02 mg/dl, 238.90±12.17 mg/dl로 유의한 차이가 없었다(Fig. 4).
, 이에 고지방 식이로비만이 유발된 흰쥐에 8주간 발효하지 않은 SJH 및 발효 SJH를 투여하여 발효 SJH의 항비만 효과를 보다 명확하게 연구해보고자 하였다. 우선 체중 변화에 있어서는 발효하지 않은 SJH 투여군은 고지방 식이 대조군에 비해 체중이 감소하기는 하였으나, 통계적인 유의성은 없었으며. 발효 SJH투여군 중 SJH-LP군과 SJH-BL군에서는 유의한 체중 감소를 나타냈다.
이에 발효 SJH의 혈당 강하 효과를 관찰해보았다. 정상군에 비해 대조군이 유의하게 상승하였으며, 발효하지 않은 SJH는 대조군에 비해 감소하였으나, 통계적인 유의성은 없었다. 실험군 중 SJH-BL만이대조군에 비해 유의하게 감소하는 결과를 나타냈다.
정상군은 172.86±3.70 mg/dl였으며, 대조군은 242.41±6.79 mg/dl로 정상군에 비해 유의한 상승하였으며, 발효하지 않은 SJH는 209.43±10.50 mg/dl로 대조군에 비해 감소하였으나, 통계적인 유의성은 없었다.
정상군은 28.89±1.99 mg/dl였고, 대조군은 52.52±5.54 mg/dl로 대조군이 정상군에 비해 유의하게 증가하였으며, 발효하지 않은 SJH군은 47.40±8.09 mg/dl로 대조군에 비해 감소하였으나, 통계적인 유의성은 없었다.
후속연구
혈중 지질 중 TG 등을 측정하지 못했으며, 혈당 관련 검사를 다양하게 진행하지 못한 한계가 있다. 따라서 추후 비만관련 각종 사이토카인, 지방분화전사인자, 혈당 및 지질관련 조절 인자의 측정 등 SJH의 항비만, 항고지혈증, 항당뇨 효과를 보다 구체적으로 규명할 수 있는 연구가 이뤄져야겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
삼정환이란?
삼정환(Samjung-hwan, SJH)은 동의보감에 “오래 복용하면 몸을 가볍게 하고 수명을 연장시키며, 얼굴을 동자와 같이 되도록 하는 효능이 있다”라고 기록된 처방으로 오디(상심자) 20근과 창출, 지골피 각 1근으로 구성된다. 상기 약재들을 가루 및 즙으로 내어서 고루 섞은 뒤 옹기 내에서 밀봉 상태로 숙성시킨 후 환으로 제조한다고 소개되어 있어4) 발효 과정을 거친 후 제조했음을 유추할 수 있다.
비만이란?
비만은 에너지 섭취와 소비 간의 불균형에 의해 섭취가 소비를 능가할 때 과도하게 체지방이 축적되는 현상으로 고지혈증, 고혈압, 당뇨병 및 동맥경화증 등 각종 질환의 발병률을 증가시키는 요소로1) 기존 비만 치료 약물들의 부작용을 극복하기 위하여, 최근 다양한 천연물로부터 비만에 적용 가능한 식품 혹은 약물소재를 찾고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다2,3).
발효 SJH의 항비만 효과를 확인하고자 고지방 식이 흰쥐에 8주간 3가지 주요 유산균으로 발효시킨 SJH를 투여하여 얻은 결과는?
1. 체중의 경우 발효하지 않은 SJH군은 고지방 식이 대조군과 유의한 차이가 없었던 것에 비해서 발효 SJH 중 SJH-LP군과 SJH-BL군은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 체중 증가가 적었다(P＜0.05).
2. TC의 경우 발효하지 않은 SJH 투여군은 대조군과 유의한 차이가 없었던 것에 비해서 발효 SJH 중 SJH-LP군은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다(P＜ 0.05).
3. HDL-cholesterol의 경우 발효하지 않은 SJH 및 발효 SJH 모두 통계적인 유의성을 나타내지 못했다.
4. Blood glucose의 경우 발효하지 않은 SJH군은 대조군과 유의한 차이가 없었던 것에 비해서 발효 SJH 중SJH-BL군은 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 감소하였다(P＜0.05).
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